Gafanhoto vai para túnel de vento para inspirar microrrobôs voadores

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/09/2009

Rastros de fumaça no túnel de vento ajudam a coletar todos os detalhes do movimento das asas do gafanhoto.
[Imagem: Simon Walker, Animal Flight Group, Oxford University]

O famoso "paradoxo do besouro," que afirma que os insetos desobedecem as leis da aerodinâmica, e que alguns deles nem mesmo poderiam voar, está definitivamente morto. Quem garante é o Dr. John Young, da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália, afirmando que a moderna aerodinâmica já é capaz de modelar com precisão o voo dos insetos.

Recentemente, um grupo de pesquisadores alemães criou um simulador de voo para moscas, a fim de estudar seu voo e sua visão. Pesquisadores holandeses também se inspiraram nas moscas para concluir que microrrobôs voadores serão mais eficientes se forem dotados de asas híbridas, um misto de asas que batem e asas que giram.

Gafanhoto no túnel de vento

Já o Dr. Young prefere os gafanhotos. E não é por acaso. Como seu objetivo também é guiar a construção de microrrobôs voadores mais eficientes, ele está interessado em como os gafanhotos conseguem voar distâncias tão grandes, indo de um continente a outro, mesmo dispondo de uma reserva de energia mínima.

Para estudar a eficiência do voo dos gafanhotos, Young e sua equipe construíram um túnel de vento para decodificar os segredos aerodinâmicos desse animal que não possui um desenho assim tão "aerodinamicamente correto" - pelo menos não do ponto de vista da aerodinâmica aplicada aos veículos humanos.

Usando fumaça e câmeras de vídeo de altíssima resolução, os pesquisadores filmaram o voo de inúmeros "gafanhotos-voluntários" no interior do seu túnel de vento.

Microrrobôs voadores e microaviões

As informações coletadas foram suficientes para criar um modelo de computador que recria com precisão o fluxo de ar, o empuxo e a sustentação gerados pelo complexo movimento das asas dos gafanhotos.

Isto significa que, pela primeira vez, os pesquisadores compreendem em detalhes os segredos aerodinâmicos de um dos voadores mais eficientes da natureza. E entender é o primeiro passo para copiar. Neste caso, para tentar reproduzir a mecânica do voo dos gafanhotos em um microrrobôs voadores e microaviões.

"Os sistemas biológicos vêm sendo otimizados por meio das pressões evolucionárias ao longo de milhões de anos, e oferecem muitos exemplos de desempenho que superam largamente o que nós podemos fazer artificialmente," diz Young. "As asas delicadamente estruturadas, com seus contornos e curvas, e superfícies estriadas e enrugadas, estão muito além do melhor que se pode conseguir com as asas de um avião."

Nada é por acaso

Com o modelo computadorizado à disposição, os pesquisadores puderam avaliar a importância desses contornos e curvas e estrias e rugas encontradas nas asas dos gafanhotos.

Em um teste, eles removeram as rugosidades e as curvas e mantiveram os contornos. Noutro, eles eliminaram todas as rugosidades e estrias, simulando asas com o mesmo formato das asas dos insetos, mas totalmente lisas. Os resultados mostraram que os modelos simplificados produzem sustentação, mas são muito menos eficientes, exigindo muito mais energia para voar.

"A mensagem para os engenheiros que estão trabalhando na construção de microveículos voadores inspirados em insetos é que a elevada sustentação das asas dos insetos pode ser relativamente fácil de conseguir, mas que se o objetivo é atingir a eficiência que permite o voo intercontinental dos gafanhotos, então os detalhes do projeto maleável da asa do animal são críticas," conclui o pesquisador.

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